专利名称：木材材积运算专用计算器的制作方法
技术领域：
本发明涉及林场、林业材积计算技术，更确切地说，涉及一种用于木材材积运算的专用计算器。
背景技术：
当前国内的林业企业和林业执法机构在培育林木、材积预测以及木材输运等同木材材积相关的工作环节中均需要对林场内或运输中的不同种类、形状的木材的材积进行准确的计算。在对木材的材积计算上广泛采用了国家标准的材积计算公式进行计算。但是由于该公式十分复杂且随着材积的类型、大小不同而变化，因此伐木工人和现场工作的技术员常常在材积计算上花费大量的时间和精力，而且很容易引起失误。需要计算材积的工作人员常常需要通过查表得到单根木材材积后，采用普通计算器的乘法功能计算同尺径的木材总材积，得出结果后记录下来再进行下一次运算，最后对这些数据进行二次核对和累加。这种传统的做法费时、费力且准确度不高。
发明内容
为了克服现有的通用计算器在木材材积计算时的繁冗步骤，本发明提供一种基于单片机的木材材积运算专用计算器，能够帮助林业管理人员和材积测量人员快速地计算木材材积，累加木材总材积。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种木材材积运算专用计算器，其特征在于，它包括-单片机；-LCD液晶显示器，与单片机相连；-5×5编码键盘，与单片机相连；-复位电路，由电阻R6和电容C3串联组成，电阻R6另一端接电源负极GND、电容C3另一端接电源正极VCC，电容C3和电阻R6之间与单片机RESET管脚相连；一时钟振荡模块，由电容C1、C2串联后和石英晶体并联组成，石英晶体的两个电极与单片机的X1和X2时钟输入管脚相连，电容C1、C2之间接电源负极；-键盘扫描电路，由与非门集成电路和电阻R1-R5组成，电阻R1-R5并联后一端同时与单片机和与非门集成电路相连，另一端与电源正极VCC相连。进一步地，所述LCD液晶显示器包括-背光电路，与5×5编码键盘相连。计算器还包括电阻R7和R8，一端分别与电源正极VCC相连，另一端分别与单片机INT1和INT0管脚相连。
本发明具有以下技术效果可以大大简化材积传统计算时的步骤，免去木材检尺员工及其它需要计算核对木材材积的人员(如林木加工企业主，林业检查执法人员)查找、记忆复杂的材积计算公式或材积查表计算的负担，操作简单并提高了传统材积运算的运算精度。
图1为本发明的木材材积运算专用计算器的外部结构示意图；图2为本发明的木材材积运算专用计算器的电路图。
具体实施例方式
下面根据附图详细说明本发明具体实施例。
图1示出了本发明的木材材积运算专用计算器的外部结构。本木材材积运算专用计算器使用2行、每行显示16字符带背光的液晶显示器(LCD)作为显示终端。采用5×5行列式键盘作为数字、字符输入终端。
图2示出了本发明的木材材积运算专用计算器的内部电路。本发明的电路主要包括单片机U1、LCD液晶显示器U2、5×5行列式键盘U3、键盘扫描电路、时钟振荡模块1和复位模块2。本电路的核心是单片机U1。系统的电源正极VCC，电源负极GND。电容C1、C2串联，然后和石英晶体CRY1并联组成时钟振荡模块1，同时石英晶体CRY1的两个电极接到单片机的X1和X2时钟输入管脚上，为系统提供稳定的运行时钟。复位模块2由电阻R6和电容C3串联组成，电阻R6另一端接电源负极GND、电容C3另一端接电源正极VCC，电容C3和电阻R6之间与单片机的RESET管脚相连(图中未示出)，提供系统上电后的正常工作复位信号。在系统上电时，由于电容的充电效应，在RST处会产生一个复位脉冲，正常启动单片机。单片机U1可以采用ATMEL公司生产的具有40个管脚的8位单片机89C52，当然也不限于此，它的VCC管脚接入系统电源正极VCC，GND管脚接入系统电源负极GND。为了防止干扰引起的错误中断，我们在单片机89C52的两个中断管脚INT0和INT1上分别接入了连接到电源正极VCC的上拉电阻R7和R8，它们可以保持INT0和INT1管脚上的电平在正常状态下为高。
U3为5×5的行列式键盘。通过单片机的两条数据总线3、4来对按键进行扫描。数据总线3和4各有5根数据线，两两通过按键连接起来，这样就形成了25个单刀单掷按键，充当计算器的键盘。键盘扫描电路由与非门集成电路U4和电阻R1-R5组成，与非门集成电路U4通过数据总线3与单片机相连，电阻R1-R5并联后一端与数据总线3相连，另一端与电源正极VCC相连。通过单片机控制数据总线3和4上的电压信号循环变化，一旦有一个键按下，单片机就可以扫描到。当没有任何按键按下时，由于数据总线3上通过R1到R5这5个上拉电阻将数据总线3上的电压提高到逻辑高的状态。数据总线上的电压同时连接到逻辑与非门集成电路U4，与非门集成电路U4可以采用74LS02，在INT0和INT1两个引脚上输出高电平。此时单片机继续工作。而一旦行列式键盘U3上有键按下时，数据总线3上就会出现低电平，该信号通过U4的第一个与非门，变成高电平信号，进一步经过第二个与非门电路则变成与正常情况相反的低电平信号。该信号传到单片机的INT0或者INT1中断引脚上，启动单片机的中断服务程序。单片机中断正在运行的程序，将扫描数据发送到数据总线4上，同时读取数据总线3上的数据。如果行列式键盘U3的某个键被按下了，其对应的行值和列值就可以在对数据总线4和数据总线3的不断扫描中获得。进而可以读出当前被按下的键的值。
液晶显示器U2为16字符×2行字符显示型带背景光的液晶显示器。单片机通过数据总线6向液晶显示器传送数据，通过引脚LCD WR来控制液晶显示器的写命令有效。高效的液晶显示器显示程序使得在显示器改变显示数据的时候几乎不会出现闪烁的情况。显示器的背景灯通过行列式键盘U3上面的连接到显示器的数据线5来控制。
当计算器一段时间后(5分钟)没有任何键按下时，单片机会自动地发送一个睡眠的命令。然后显示器就会关闭，单片机就会进入最省电的等待状态。这是为了节电的考虑。而在计算器睡眠后，一旦有任何键被按下，同样地，在单片机的中断引脚INT0和INT1上会触发中断脉冲。单片机获得该中断信号后会自动地将显示器打开并将单片机休眠前的数据恢复。
本发明的木材材积运算专用计算器的使用说明如下
1.用2节7号(AAA)碱性电池供电，放入电池时注意正负极方向正确。
2.液晶屏上面一行左边第一位为状态，0普通计算器，1原木2杉原条3锯材。
3.按<开机>键即可开机，此时为普通计算器(状态显示0)；按<背光开关>可开关液晶屏的背光(背光可使显示屏在夜间发亮，但比较耗电)。为省电，5分钟无操作将自动关机。
4.若要计算材积，按<原木/杉原条/锯材>键选择材种(状态显示1原木2杉原条3锯材)。
5.任何时候按<全清除>或<开机>键将清除液晶显示，回到普通计算器状态(状态显示0)。
6.状态为0(普通计算器)时，可进行12位精度的加、减、乘、除、累计，累计值显示在上面一行。按<读累计>键可对累计值操作，按<清累计>键可清除累计。注意普通计算器状态下按<长度>、<尺径/宽度>、<根数/厚度>键无效；<+/增1>键表示加，<-/减1>键表示减。
7.状态为1-3(材积计算)时，按<长度>键后输入检尺长，按<尺径/宽度>键后输入检尺径或宽度(或者按<+/增1>键直接使尺径或宽度增1，按<-/减1>键使尺径或宽度减1)，按<根数/厚度>键后输入根数或厚度，按<＝>键计算并显示单项材积，按<累计>键对根数和材积进行累计并显示。若某项值(如长度)不变，则不必重新输入该项。某项(如长度)输入出错时按相应功能键(如<长度>键)就可以重新输入该项的值。在按<＝>键后连续按<累计>键不会导致重复累计。计算按国标材积公式进行。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种木材材积运算专用计算器，其特征在于，它包括-单片机。-LCD液晶显示器，与单片机相连。-5×5编码键盘，与单片机相连。-复位电路，由电阻R6和电容C3串联组成，电阻R6另一端接电源负极GND、电容C3另一端接电源正极VCC，电容C3和电阻R6之间与单片机RESET管脚相连。一时钟振荡模块，由电容C1、C2串联后和石英晶体并联组成，石英晶体的两个电极与单片机的X1和X2时钟输入管脚相连，电容C1、C2之间接电源负极。-键盘扫描电路，由与非门集成电路和电阻R1-R5组成，电阻R1-R5并联后一端同时与单片机和与非门集成电路相连，另一端与电源正极VCC相连。
2.根据权利要求1所述的木材材积运算专用计算器，其特征在于，所述LCD液晶显示器还包括一背光电路，它与5×5编码键盘相连。
3.根据权利要求1所述的木材材积运算专用计算器，其特征在于，还包括电阻R7和R8，一端分别与电源正极VCC相连，另一端分别与单片机INT1和INT0管脚相连。
全文摘要
本发明公开了一种木材材积运算专用计算器，主要包括单片机、LCD液晶显示器、5×5行列式键盘、键盘扫描电路、时钟振荡模块和复位模块。可以大大简化材积传统计算时的步骤，免去木材检尺员工及其它需要计算核对木材材积的人员(如林木加工企业主，林业检查执法人员)查找、记忆复杂的材积计算公式或材积查表计算的负担，操作简单并提高了传统材积运算的运算精度。
文档编号G06F17/00GK1619520SQ20041008908
公开日2005年5月25日 申请日期2004年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者皮道映, 王博 申请人:浙江大学